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集中供热管网系统升级改造及应用研究

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：唐志浩

[导读] 摘要：随着社会绿色发展、节能理念的不断深化，有效的集中供热方式对于城市的发展越来越重要，通过供热管网、换热站等设备设施向城市用户供给热能，新型的供暖方式不但代替了传统的大锅炉，煤炉的取暖方式，使供热效率逐步提高，也对改善环境有着巨大帮助，而且对城市的统一建设发展也具有很大推动作用，因此，在供热管网系统的设计中，有效的集中供热方式对城市的可持续发展是十分重要的。

        通辽热电有限责任公司内蒙古通辽市 028000
        摘要：随着社会绿色发展、节能理念的不断深化，有效的集中供热方式对于城市的发展越来越重要，通过供热管网、换热站等设备设施向城市用户供给热能，新型的供暖方式不但代替了传统的大锅炉，煤炉的取暖方式，使供热效率逐步提高，也对改善环境有着巨大帮助，而且对城市的统一建设发展也具有很大推动作用，因此，在供热管网系统的设计中，有效的集中供热方式对城市的可持续发展是十分重要的。
        关键词：城市；集中供热管网；优化设计；管网布局
        1、对于优化供热管网设计的意义
        城市集中供热已经普遍实施在我国各个城市，然而现阶段对供热管网仍没有做出一个统一的实施计划，城市集中供热系统存在的很多问题需要及时解决。例如，旧建筑物在翻新的过程中接入的供热管网，像这一类管网多数是由施工者粗略计算设计敷设的，不是采用科学的方式合理敷设供热管道，对于管道承载热负荷的解决方式也没有科学合理的办法，而是采用直接加粗管道的方式，导致在一段一段的敷设中出现大管接小管的违规设计。违规的供热网管设计不仅影响城市后期建设，还存在着安全隐患，为了城市能够健康持续的发展，对城市集中供热管网的优化设计势在必行。
        2、集中供热管网其优化设计方面的特征
        2.1科学合理性
        对于城市的供热管网其热负荷的确定，需要进行详细周密的调查；并对现有生活供热以及采暖负荷增减的可能性做到充足的调查；对民用建筑以及工业建筑还有各个部门其负荷的比例进行相关的调查；并将规划负荷与项目具体状况相互结合从而确定最终热负荷。
        2.2系统全局性
        对热负荷方面的确定，一定得立足于城市整体热网联网运行，特别是对于联网地区负荷方面的调整。对于热源供热能力还有热网负荷做到充分的考虑前提之下，还需切实满足全部供热区域其既定热负荷的需要。对其他地区联网运行热源投入，还有热负荷增长方面都要给与相应的兼顾。
        2.3前瞻性
        一般而言，针对于大型的供热管网工程，使用寿命一般是20年左右，想要对于全部城市的发展来实施相应的预测以及规划，是极其困难的。所以一定得依照城市供热规划还有现存城市的总体规划对于居民生活的热负荷和民用的采暖量来实施相应的规划。与当前城市快速发展形势相结合，需有着方向性以及前瞻性，对负荷的远景实施相应的分布规划工作，这样能够在供热管网进行设计时，更好地将合适的管径确定出来。尤其是对于大型供热外网的工程，因为其有着非常庞大的规模，并且其最初投资的数额相对来说也较大，方向性以及前瞻性则可以有效的避免发生管网在建设投运之后，管网的输出能力较城市建设速度较为落后的情形，促进城市协调、可持续的发展。
        3、城市集中供热管网的优化设计方法应用
        3.1优化管网布局设计
        城市集中供热管网系统优化管网布局应首先进行前期调查，确定管网布局优化设计的可行性。前期调查主要是对施工区域周边进行现场勘查，确定周边的电力网络路径和交通路线等对管网施工的影响，并充分结合城市的规划，服务城市的发展需要。同时，城市集中供热管网系统优化管网布局应进行科学合理的成本分析，提高管网布局设计的经济性。在进行城市集中供热管网系统管网布局优化设计时，应加强对城市管网的蒸汽系统设计，减少管路附件的数量，降低蒸汽对管路的气击和水击程度。另外，在设计中取消套筒补偿器和波纹补偿器的设置，可减少管路的故障和维修费用，提高供暖管网工作的可靠性。
        3.2合理选取供热管网直径
        在进行城市集中供热管网系统优化设计时，供热管网直接关系到供热系统的负载能力和供热效率。在对城市集中供热管网系统进行设计时，供热管网的直径的变化范围应该在一定的范围内，不宜过大，并结合实际情况恰当选择管网直径的组合方式。

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管网直径与系统内的供暖流量直接相关，应根据系统的热负荷值进行选取。在对管网直径进行优化设计时，应充分考虑系统的负载能力，并根据需要留出一定的富余量，以保证系统工作安全。另外，管网直径的优化设计应充分考虑城市规划的需要，以满足后期城市发展对供热系统提出的要求。管网设计应以满足城市供暖需要不断增长的要求进行优化设计，以防止出现重复性的投入，造成不必要的经济损失。因此，在管网直径优化设计过程中，应进行全面科学的计算，并预测城市发展对管网供热需求的增长，确定城市集中供热管网系统的热负载值。在满足不断增长的城市供暖需求的前提下，提高城市集中供热管网系统的供热能力，确保实现经济效益的最大化。
        3.3优化供热管网的管道设计
        城市集中供热管网的管道的优化设计主要是减少管道的长度，降低管道上的热量损失和阻力。减少管道上阀门的数量，可以减少管道上的阻力，也可以减少后期的故障维修费用。管道应布置在稳固的基础上，以保证管道稳定，不会受到地基沉降的影响。采用城市集中供热管网系统供热，热源点的数量会有所降低，供热管网的管道长度也在不断增加。首先，管道应沿道路布设，且应保持与道路平行，以尽量取直，并减少对周边环境与交通的影响。其次，管道应布设在稳固的地基上，不得铺设在软基上。最后，尽量减少管道上阀门的数量，主要集中布置在热负荷集中地区。
        3.4优化集中供热管网运行方式
        我国城市集中供热管网系统现在普遍存在资源浪费、经济效益差等问题，其主要原因是由于集中供热管网运行方式落后造成的。新型城市集中供热管网系统近年来已经被研制出来，且已经得到了一定的应用。虽然新的城市集中供热管网系统的运行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些问题，需要不断优化。其主要问题表现在新型城市集中供热管网系统对管网的调节功能要求比较高，原有管网仍然需要不断优化改进，方可满足这项要求。随着国家对环境保护力度的不断加大，对城市集中供热管网系统运行方式的优化已成为必然趋势，且可以大幅提高企业的经济效益。
        3.5供热管网调节模式的优化设计
        城市供热管网调节的首要任务在于有效控制相关供暖建筑室内温度，在供热管网稳定运行的过程中且在不考虑管网热量损失的情况下，城市供热管网的热能供应总量应该等同于各散热装置释放的热量总和，同时也应等同于各个供暖用户获取的热量总和。而在管网的运行调节过程中，在热源部位开展的热能流量及温度等要素的调节即为集中管网运转的调节，而针对供热管网调节模式的优化设计主要从如下四个层面开展：其一，质调节，即为调节管网热源的供水温度；其二，量调节，即为调节管网的循环水量；其三，分阶段的管网流量调节，根据不同的阶段控制不同的管网流量；其四，间歇调节，即为调节每日供暖时间。
        3.6采用先进技术，完善供热管网系统的设计
        节约能源已经成为当前的社会性主题之一，与此同时有很多公司都生产节能产品，可以在施工过程中有选择的采用先进的节能技术，完善供热系统。如在蒸汽系统的使用方面，由于蒸汽使用不连贯的特点，容易造成管路的气击、水击现象，造成对管路的破坏。因此，应尽可能地减少蒸汽管路的附件数量，可不设套筒补偿器及波纹补偿器，减少管路的维修，减少管路故障造成的停气，使供气得到保证。
        结语：
        总之，城市集中供热管网系统已普遍为广大城市居民所接受，但在实际应用中，仍存在很多问题，需要不断对系统进行优化。城市集中供热管网系统可以有效节约能源，减少浪费，提高热量的利用率。在城市化进程的不断推进的前提下，对城市供暖提出了更高的要求，应不断对城市集中供暖系统进行优化，以满足日益增长的供热需要，促进我国经济的发展。
        参考文献：
        [1]王宁.城市集中供热管网改造分析[J].城市建设理论研究（电子版），2015，000（016）：4186-4187.
        [2]徐淮，丁明聪.城市供热管网的优化改造研究[J].区域治理，2019，000（007）：37.
        [3]王文平，路广英.城市集中供热管网优化设计研究[J].建材发展导向，2020（03）：26-26.
        [4]孙明.城市集中供热管网的优化设计，2018.